(57)【要約】      （修正有）【課題】有機廃棄物の湿式メタン発酵処理において、効率的に産物を回収することが可能なバイオガス発酵装置を提供する。【解決手段】気密状態に保持された発酵室２に投入された有機物４上に、処理水３を散布して、有機物をメタン発酵細菌により分解しバイオガスを発生させるバイオガス発酵装置１であって、発酵室の上部空間からバイオガスを抜き出し回収するためのガス抜出口３１を発酵室上部に有し、発酵室の上部空間から有機物を投入するための有機物投入口２１を発酵室上部に有し、発酵室の下部から有機物の発酵生成物である堆肥を回収するための有機物回収口３３を発酵室下部に有し、処理水を投入するための水投入口２３を発酵室上部に有し、処理水を回収するための水抜出口３２を発酵室下部に有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気密状態に保持された発酵室に投入された有機物上に、処理水を散布して、上記有機物をメタン発酵細菌により分解しバイオガスを発生させるバイオガス発酵装置であって、
発酵室の上部空間から上記バイオガスを抜き出し回収するためのガス抜出口を発酵室上部に有し、
発酵室の上部空間から上記有機物を投入するための有機物投入口を発酵室上部に有し、
発酵室の下部から有機物の発酵生成物である堆肥を回収するための有機物回収口を発酵室下部に有し、
処理水を投入するための水投入口を発酵室上部に有し、
処理水を回収するための水抜出口を発酵室下部に有することを特徴とする
バイオガス発酵装置。
【請求項２】
上記有機物投入口および有機物回収口は、発酵室を気密に閉鎖可能な扉である、請求項１に記載のバイオガス発酵装置。
【請求項３】
上記処理水は、ナノバブル水である、請求項１または２に記載のバイオガス発酵装置
【請求項４】
上記バイオガスはメタンガスである、請求項１〜３に記載のバイオガス発酵装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、有機物を利用してメタンガスと堆肥を製造する装置に関する。詳細には、落ち葉、稲わら、バーク、木材チップ、油粕、鶏糞、牛糞わらなどの有機物に処理水を散布し、発酵させることによりメタンガスと堆肥を製造することができる装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、農業においては、稲わらや麦わら、とうもろこし茎、野菜類の茎や葉などさ まざまな未利用の農産有機物が発生している。同様に、家畜糞尿、木質、食品残渣、水産加工残渣、可燃ゴミ、生ゴミ等の有機性廃棄物が大量に発生している。これらの有機物を焼却することなく資源化する方法の１つとして、有機物を発酵させて肥料とし農業に利用する方法は、広く知られている（特許文献１、２）
【０００３】
有機性廃棄物を肥料化する方法としては、有機性廃棄物に空気を供給し好気性菌により
有機物分解を行わせる好気性発酵処理がある。しかし、好気性発酵は撹拌や保温の必要がありエネルギーを多く消費する。また、発酵の過程でアンモニア等の悪臭の原因となる物質が発生することがあり、好ましくない。
【０００４】
もう一つの方法として、嫌気性発酵処理、つまり酸素を遮断して行う発酵処理方法がある。嫌気性発酵はメタン発酵とも呼ばれ、有機性廃棄物から液肥、発酵堆肥だけでなく、エネルギー源として有用なメタンガスを得ることができる。また、密閉状態で処理を行うため、アンモニアなどの悪臭の原因となる物質の蒸散を低減できるという利点がある。
メタン発酵処理には湿式処理と乾式処理がある。湿式処理は、有機性廃棄物に多くの水分を加え、スラリー状にして発酵を行うことを特徴としており、メタンガスが得られるだけでなく、発酵後の消化液は液体肥料として、固形分は堆肥として利用することができる。
【０００５】
有機物をメタン発酵処理してメタンガスと堆肥を製造するための装置が提案されている（特許文献１の図２、特許文献２の図６参照）。これらの装置は、嫌気性発酵処理を行うため気密状態を保持するように設計されており、有機性廃棄物や処理液の投入および回収が容易なように、搬出入扉や投入口および抜出口を備えている。
しかし、上述の発酵装置は乾式処理用の装置であり、大量の処理水を用いる湿式処理には適していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２５５０５６号公報
【特許文献２】特開２００７−９０３４０号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、考案者は、有機物を湿式メタン発酵する装置であって、気密状態を保持することが可能であり、メタンガスと液肥、発酵堆肥の取り出しが容易な装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
即ち、本考案は以下を要旨とする。
【０００９】
［１］気密状態に保持された発酵室に投入された有機物上に、処理水を投入して、上記有機物をメタン発酵細菌により分解しバイオガスを発生させるバイオガス発酵装置であって、
発酵室の上部空間から上記バイオガスを抜き出し回収するためのガス抜出口を発酵室上部に有し、
発酵室の上部空間から上記有機物を投入するための有機物投入口を発酵室上部に有し、
発酵室の下部から有機物の発酵生成物である堆肥を回収するための有機物回収口を発酵室下部に有し、
処理水を投入するための水投入口を発酵室上部に有し、
処理水を回収するための水抜出口を発酵室下部に有することを特徴とする
バイオガス発酵装置。
【００１０】
［２］上記有機物投入口および有機物回収口は、発酵室を気密に閉鎖可能な扉である、［１］に記載のバイオガス発酵装置。
【００１１】
［３］上記処理水は、ナノバブル水である、［１］または［２］に記載のバイオガス発酵装置
【００１２】
［４］上記バイオガスはメタンガスである、［１］〜［３］のいずれかに記載のバイオガス発酵装置。
【考案の効果】
【００１３】
本発明によれば、さまざまな有機廃棄物を原料として、メタン発酵処理することにより、燃料として利用可能なメタンガスと液肥、発酵堆肥を得ることができる。   本発明によれば、
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の発酵装置設備の一例を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。ただし、これに限定されるものではない。
【００１６】
図１は、本考案の発酵装置の一実施の形態を示している。発酵装置１は発酵室２を有する。発酵室２は気密性の構造のものであればよく、その材質は鋼鉄製などの金属製のもの、合成樹脂製のもの、コンクリート製のもののいずれでもよい。
発酵室２に原料を投入するための開口部として、有機物投入口２１と処理水投入口２３が設けられている。有機物投入口２１のふた２２は発酵室２の天井部分が開閉する構造となっており、気密状に閉じることができる。処理水投入口２３は発酵室の比較的高い位置に設けられており、ここから処理水を投入または散布することができる。処理水投入口２３には、バルブを設けることもできる。
発酵室から発酵産物を回収するための開口部として、メタンガス抜出口３１と処理水抜出口３２、有機物搬出口３３が設けられている。メタンガス抜出口３１は発酵室２の最上部に、処理水抜出口３２および有機物搬出口３３は発酵室の比較的低い位置に設けられている。メタンガス抜出口３１および処理水抜出口３２には、バルブを設けることもできる。有機物搬出口３３には扉３４が設けられており、気密状に閉じることができる。
【００１７】
発酵処理を行う際には、有機物投入口２１から有機廃棄物を投入し、ふた２２を閉め、発酵室２を密閉する。その後、処理水投入口２３から処理水を投入し、発酵室２の内部に有機物と処理水を一定時間保持することで発酵処理を行う。嫌気性メタン発酵は、２２℃以上の温度でメタンガスを発生させ、３５〜４０℃と５０〜５５℃の領域に発酵速度の極大値が存在する。従って、この温度範囲になるように外部循環ラインに熱交換器を設置して温度制御すれば、メタンガスの発生速度をコントロールすることが可能である。発酵反応により、発酵室２の上部空間にはメタンガスが生成するため、これをメタンガス抜出口３１から回収する。発酵処理終了後に発酵室の下部に生成した有機物の沈殿４と処理水３については、まず、処理水３を処理水抜出口３２から抜き出し、その後有機物搬出口３３の扉３４を開けて有機物の沈殿４を回収する。本考案の装置を用いることで、発酵処理後のメタンガスと処理水、有機物を分離して無駄なく回収することができる。回収したメタンガスは燃料として、処理水は液肥として、有機物の沈殿は発酵堆肥として、それぞれ有効利用することができる。
【００１８】
本考案の有機物としては、稲わら、麦わら、とうもろこしの茎、穀物くず、野菜くずなどの他種々の農業生産に伴う未利用の有機生産物質、樹木の葉や小枝、落葉、枯れ草など、更には牛や豚などの糞尿などの畜産排泄物などが使用することができる。また、家庭の生ごみや、食品工場の廃棄食品なども使用することができる。
【００１９】
本考案の処理水は、メタン発酵菌を含む水である。メタン発酵菌は、嫌気条件下で発酵させることにより、メタンを含む混合ガスを発生させることができる。このようなメタン発酵菌としては、例えば、通性嫌気性細菌として、クロストリジウム属（Clostridium）、バチルス属（Bacillus）、スタフィロコッカス属（Staphylococcus）などの炭化水素分解菌、プレクリジウム スプマルム（Plecridium spumarum）、カズセウス セロセヒドロゲニカス（Caduceus cellosaehydrogenicus）のような繊維分解菌、クロストリジウム属（Clostridium）、プロテウス属（Proteus）、バクテリウム属（Bacterium）、バチルス属（Bacillus）などのタンパク質分解菌、クロストリジウム クルベリ（Clostridium kluyveri）などの脂肪分解菌が挙げられる。また、絶対嫌気性細菌としては、メタノコッカス属（Methanococcus）、メタノバクテリウム属（Methanobacterium）、メタノサルシナ属（Methanosarcina）などが挙げられる。メタン発酵菌
【００２０】
本発明において、処理水としてナノバブル水を用いることができる。ナノバブル水は粒径がナノメートルオーダーの空気の気泡を含む水を意味し、例えば特開２００５−２４５８１７号公報に記載の方法に従って調製することができる。特開２００５−２４５８１７号公報に記載の方法に従えば、粒径が５０〜５００ｎｍの空気ナノバブル水を調製することができる。ナノバブル水を用いることによりメタン発酵菌が活性化され、通常の水を使用した場合よりも短い期間で発酵を完了させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本考案によれば、湿式のメタン発酵処理に適した発酵装置を得ることができる。
【符号の説明】
【００２２】
１    発酵装置
２    発酵室
３    処理水
４    有機物（沈殿）
２１  有機物投入口
２２  有機物投入ふた
２３  処理水投入口
３１  メタンガス抜出口
３２  処理水抜出口
３３  有機物搬出口
３４  有機物搬出口扉
【図１】
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